Herramienta de hardware difuso: una herramienta adaptable para facilitar la implementación de sistemas de inferencia difusa en hardware
Autores: Valdez, Rogelio; Maldonado, Yazmin; Quevedo, Joel A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Herramienta de hardware difuso: una herramienta adaptable para facilitar la implementación de sistemas de inferencia difusa en hardware
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de inferencia difusa
Implementación de hardware
Herramientas de software
Código VHDL
Interfaz gráfica de usuario
Sistema en un Chip
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
Un Sistema de Inferencia Difuso (FIS) es un sistema que representa el razonamiento humano basado en reglas difusas de tipo si-entonces para extraer resultados válidos a partir de información imprecisa o incierta. Estos sistemas se han aplicado a varios campos de la ingeniería, como el control y el reconocimiento de imágenes, y han fomentado la búsqueda de herramientas de desarrollo que proporcionen facilidades para el diseño, simulación e implementación de FIS. La mayoría de las herramientas de software disponibles para el diseño de FIS han sido desarrolladas por la comunidad científica, y muy pocas son herramientas comerciales. Según el estado de la tecnología, los sistemas difusos implementados en hardware han mostrado un rendimiento superior a las implementaciones de software. Por esta razón, se han propuesto diferentes estrategias para la síntesis automática de hardware de FIS en la literatura. Las herramientas disponibles para la implementación de FIS, incluyendo MATLAB, Simulink y el entorno Xfuzzy, requieren un conocimiento avanzado de hardware, y es necesario sintetizar e implementar el programa en FPGA cada vez que se realiza un cambio en el código. Este documento presenta un enfoque novedoso para la implementación de sistemas difusos en dispositivos de hardware que permite la implementación directa de FIS a través de una interfaz gráfica de usuario. El código VHDL está pre-sintetizado e integrado con la interfaz, lo que permite a los usuarios experimentar con diferentes parámetros de entrada, como funciones de pertenencia y reglas difusas, sin volver a sintetizar el código en una FPGA. Para verificar la efectividad del enfoque propuesto, se realizaron experimentos en dos dispositivos System-on-Chip (SoC) similares, VEEK-MT y VEEK-MT2. Los resultados mostraron que la solución propuesta representa un avance significativo en el estudio de sistemas difusos en dispositivos de hardware, proporcionando un enfoque flexible y amigable para su diseño e implementación.
Descripción
Un Sistema de Inferencia Difuso (FIS) es un sistema que representa el razonamiento humano basado en reglas difusas de tipo si-entonces para extraer resultados válidos a partir de información imprecisa o incierta. Estos sistemas se han aplicado a varios campos de la ingeniería, como el control y el reconocimiento de imágenes, y han fomentado la búsqueda de herramientas de desarrollo que proporcionen facilidades para el diseño, simulación e implementación de FIS. La mayoría de las herramientas de software disponibles para el diseño de FIS han sido desarrolladas por la comunidad científica, y muy pocas son herramientas comerciales. Según el estado de la tecnología, los sistemas difusos implementados en hardware han mostrado un rendimiento superior a las implementaciones de software. Por esta razón, se han propuesto diferentes estrategias para la síntesis automática de hardware de FIS en la literatura. Las herramientas disponibles para la implementación de FIS, incluyendo MATLAB, Simulink y el entorno Xfuzzy, requieren un conocimiento avanzado de hardware, y es necesario sintetizar e implementar el programa en FPGA cada vez que se realiza un cambio en el código. Este documento presenta un enfoque novedoso para la implementación de sistemas difusos en dispositivos de hardware que permite la implementación directa de FIS a través de una interfaz gráfica de usuario. El código VHDL está pre-sintetizado e integrado con la interfaz, lo que permite a los usuarios experimentar con diferentes parámetros de entrada, como funciones de pertenencia y reglas difusas, sin volver a sintetizar el código en una FPGA. Para verificar la efectividad del enfoque propuesto, se realizaron experimentos en dos dispositivos System-on-Chip (SoC) similares, VEEK-MT y VEEK-MT2. Los resultados mostraron que la solución propuesta representa un avance significativo en el estudio de sistemas difusos en dispositivos de hardware, proporcionando un enfoque flexible y amigable para su diseño e implementación.